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1、一2012 年高考题 1.（2012新课标理综）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一 直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒 子 A.所受重力与电场力平衡 B.电势能逐渐增加 C.动能逐渐增加 D.做匀变速直线运动 1.【答案】 ：BD 识。 2（2012山东理综）图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。 一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、 c三点是实线与虚线的交点。则该粒子 A带负电 B在 c 点受力最大 C 在 b 点的电势能大于在c 点的电势能 D由 a 点到 b
2、 点的动能变化大于由b 点到 c 点的动能变化 【答案】 CD 【解析】由粒子仅在电场力作用下的运动轨迹可知，该粒子受到圆心处正点电荷的排斥， 该粒子带正电，在a 点受力最大，选项AB 错误；该粒子在b 点的电势能大于在c 点的 电势能，选项 C正确；该电场等距等势面ab 之间电势差大于 bc 之间的电势差，由动能 定理可知，该粒子由 a 点到 b 点的动能变化大于由b 点到 c 点的动能变化，选项 D 正确。 【考点定位】此题考查带电粒子在点电荷电场中的运动及其相关知识。 3. (2012天津理综 )两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带 负电的粒子以某一速度从图中A
3、 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒 子只受静电力作用，则粒子在电场中 A做直线运动，电势能先变小后变大 B做直线运动，电势能先变大后变小 C做曲线运动，电势能先变小后变大 D做曲线运动，电势能先变大后变小 4（2012四川理综）如图所示， ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平， BC段 为光滑圆弧， 对应的圆心角 =37，半径 r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑 连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=210 5N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质 量 m=510-2kg、电荷量 q=+110-6C 的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道
4、 向左滑行，在C 点以速度 v0=3m/s 冲上斜轨。 以小物体通过C 点时为计时起点， 0.1s 以后， 场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物 体间的动摩擦因数 =0.25。设小物体的电荷 量保持不变，取g=10m/s 2，sin37=0.6， cos37=0.8。 （1）求弹簧枪对小物体所做的功； （2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，示 CP的长度。 【解析】 （1）设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理得： Wf-mgr(1-cos )= 1 2 mv0 2. 代入数据得， Wf=0.475J 。 （2）取沿平直斜轨道向上为正方向。设小物块通过C点进入电场后的加速度为a1， 0=
5、v1+ a2 t2， s1= v1 t2+ 1 2 a2t22。 设 CP的长度为 s，有 s= s1 +s2。 联立相关方程，代入数据解得：s=0.57m。 【考点定位】此题考查动能定理、牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关知识。 二2011 年高考题 1 （2011 江苏物理第 8 题）一粒子从 A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的 运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有 A粒子带负电荷 B粒子的加速度先不变，后变小 C 粒子的速度不断增大 D 粒子的电势能先减小，后增大 【答案】AB 【点评】题中给出的等势面是等差（相邻等势面之间的电势
6、差相等0 等势面。 2（2011 广东理综第 21 题.）图 8 为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种 机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是 A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越 大 【解析】 ：由于集尘机与电源正极相连，到达集尘极的尘埃带负电荷，电场方向由集尘极指 向放电极，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，由F=qE可知，同一位置带电荷量 越多的尘埃所受电场力越大，选项BD正确 AC错误。 【答案】 ：BD 【点评】此
7、题考查 静电除尘器除尘机理。 3.（2011 福建理综卷第 20 题）反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场 中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线MN 两侧分别存在 着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A 点由静止开始， 在 电场力作用下沿直线在A、B 两点间往返运动。已知电场强 度 的 大小分别是 3 1 2.0 10EN/C 和 3 2 4.0 10EN/C，方向如图所示， 带电微粒质量 20 1.0 10mkg，带电量 9 1.0 10qC,A点 距 虚 线 MN 的距离 1 1.0dcm，不计带电微粒的重力，忽略相对 论 效 应。求： （1）
8、B 点到虚线 MN 的距离 2 d； （2） 带电微粒从 A 点运动到 B 点所经历的时间t。 【解析】 ： （1）带电微粒由 A 运动到 B的过程中，由动能定理有 q E1d1- q E2d2=0， 解得 d2= 1 2 E E d2=0.50cm. （2）设微粒在虚线 MN 两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有 q E1=m a1， q E2=m a2， 设微粒在虚线 MN 两侧运动的时间分别为t1、t2，由运动学公式有d1= 1 2 a1t1 2， d2= 1 2 a2t2 2，t= t 1+t2， 联立解得t=1.510-8s。 【点评】此题考查电场力、动能定理、牛顿运动
9、定律、匀变速直线运动规律等知识点。 三2010 年高考题 1（2011 安徽理综卷第 18 题）图（ a）为示波管的原理图。如果在电极YY 之间所加的电 压按图（ b）所示的规律变化，在电极XX 之间所加的电压按图（ c）所示的规律变化，则 在荧光屏上会看到的图形是 解析：此题考查示波管。带电粒子在电场中的运动等知识点。由电极YY 之间所加的电压 按图（b）所示的规律变化可知， 在 y 方向图形从 y=0开始且向 +y 方向运动；由在电极 XX 之间所加的电压按图（ c）所示的规律变化可知，在x 方向图形从 -x 半个周期开始，所以在 荧光屏上会看到的图形是B。 答案： B 2 （2010 全
10、国新课标理综） .静电除尘器是目前普遍采用的一种 高 效 除尘器。 .某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线 ab 为该收尘板的横截面。 .工作时收尘板带正电，其左侧的电场线 分 布 如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后 落 在 收尘板上。 .若用粗黑曲线表示原来静止于P 点的带电粉尘颗粒 的 运 动轨迹，下列 4 幅图中可能正确的是 (忽略重力和空气阻力 ) 【解析】根据电场线的切线方向表示电场强度方向，带负电的粉尘所受电场力的方向为电 场线的切线的反方向。原来静止于 P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，只可能是图 A 所示。 【答案】 A 【点评】 只有当电场线为直线
11、，初速度为零的带电粒子运动轨迹才与电场线重合。若带电 粒子初速度不为零，则带电粒子一定向所受力的方向偏转；若电场线为曲线，带电粒子初 速度为零，则带电粒子在电场力方向加速后一定向所受力的方向偏转。 3.（2010四川省理综）如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间 的电势差相等。光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并 固 定 不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点 )，滑 块 通 过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M 点运 动到 N 点，OMON。若滑块在 M、N 时弹簧的弹力 大 小 相等，弹簧始终在弹性限度内，则 A、滑块从 M 到 N 的过程中，速度可能一直增大
12、 B、滑块从位置 1 到 2 的过程中，电场力做的功比从位置3 到 4 的小 C、在 M、N 之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置 D、在 M、N 之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置 3.【答案】 AC D 错误。 4 （2010江苏物理）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d 的两平行极板， 如图甲所示，加在极板A、B 间的电压 UAB作周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为 -kU0(k1)。电压变化的周期为2，如图乙所示。在 t=0 时，极板 B 附近的一个电子，质量 为 m、电荷量为 e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板A，
13、 且不考虑重力作用。 （1）若 5 4 k，电子在 02r 时间内不能到达极板A，求 d 应满足的条件； （2）若电子在 02r 时间未碰到极板 B，求此运动过程中电子速度v随时间 t 变化的关系； （3）若电子在第 N 个周期内的位移为零，求k 的值。 解析： .（1）电子在 0 时间内做匀加速直线运动，加速度大小a1= 0 eU md ， 位移 x1= 1 2 a1 2。 在 2 时间内先做匀减速直线运动，后反向做匀加速直线运动，加速度大小a2= 0 5 4 eU md ， 加速度的大小a2 = 0 ekU md 速度增量v2=-a2 (a)当 0t-2n 0)，质量 m 的粒子从 O 点
14、以速率 v0射入电场，运动到A 点时速率为 2v0。现有另一电荷为 -q、质量 m 的粒子以速 率 2v0仍从 O点射入该电场，运动到B点时速率为 3v0。若忽略重力的影响，则 A在 O、A、B三点中， B点电势最高 B在 O、A、B三点中， A 点电势最高 COA间的电势差比 BO间的电势差大 DOA间的电势差比 BA间的电势差小 答案 AD 5 （ 2009 年天津卷第5 题） 如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N 为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力） 以速度 vM经过 M 点在电场线上向下 运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折 回N 点
15、。则 A.粒子受电场力的方向一定由M 指向 N B.粒子在 M 点的速度一定比在N 点的大 C.粒子在 M 点的电势能一定比在N 点的大 D.电场中 M 点的电势一定高于 N 点的电势 【解析】由于带电粒子未与下板接触，可知粒子向下做的是减速运动，故电场力向上，A 错；粒子由 M 到 N 电场力做负功电势能增加，动能减少，速度增加，故B对 C错；由于粒 子和两极板所带电荷的电性未知，故不能判断M、N 点电势的高低， C错。 答案： B 6、 （2009 年福建卷第 21 题） 如图甲，在水平地面上固定一倾角为的光滑绝缘斜面，斜 M N vM vN 面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电
16、场中。一劲度系数为 k 的绝缘轻质弹簧 的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为 q（q0）的滑块 从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动 过 程 中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有 机 械 能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速 度 大 小为 g。 （1） 求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间 所 经 历的时间 t1 （2） 若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最 大 速 度大小为 vm，求滑块从静止释放到速度大小为 vm过 程中弹簧的弹力所做的功W； （3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中 速度与时间关系v-t 图
17、象。图中横坐标轴上的t1、t2及 t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接 触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在 t1时刻 的速度大小， vm是题中所指的物理量。（本小题不要求写出计算过程 ） 【解析】本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定 理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。 （1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速 度大小为 a，则有 qE+mgsin=ma 2 01 1 2 sat 联立可得 S0 E 甲 t v t1t2 t3O v1 vm 乙 0 1 2 s i n ms
18、t qEmg （2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为 0 x，则有 0 s i nm gq Ek x 7（2009 年安徽卷第 23题）如图所示，匀强电场方向沿x轴的正方向，场强为E。在 A（d， 0）点有一个静止的中性微粒，由于内部作用，某一时 刻突然分裂成两个质量均为 m的带电微粒，其中电荷量 为 q的微粒 1沿y轴负方向运动，经过一段时间到达（0， d）点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求 （1）分裂时两个微粒各自的速度； （2）当微粒 1 到达（ 0，d）点时，电场力对微粒1做功的瞬间功率； （3）当微粒 1 到达（ 0，d）点时，两微粒间的距离。 解析： （1）微粒 1
19、 在 y 方向不受力，做匀速直线运动；在x 方向由于受恒定的电场力，做 匀加速直线运动。所以微粒1 做的是类平抛运动。设微粒1 分裂时的速度为 v1，微粒 2 的 速度为 v2则有： 在 y 方向上有 1 dv t 在 x 方向上有 q E a m 2 1 2 dat 1 2 qEd v m 根号外的负号表示沿 y 轴 的负方向。 中性微粒分裂成两微粒时，遵守动量守恒定律，有 12 0mvmv （0, -d） vy （d,0）x E y vx y 0 A(d,0) E x 21 2 qEd vv m 方向沿 y 正方向。 （3）两微 粒的运动具有对称性，如图所示，当微粒1 到达（ 0，d）点时
20、发生的位移 1 2Sd 则当当微粒 1 到达（ 0，d）点时，两微粒间的距离为 1 BC22 2Sd 8 （2007 年重庆理综） 飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比q/m. 如图 1,带正电的离子经电压为U 的电场加速后进入长度 为L 的真空管 AB,可测得离子飞越AB所用时间 L1.改进以上方法， 如 图 2,让离子飞越 AB 后进入场强为 E（方向如图）的匀强 电 场 区域 BC ,在电场的作用下离子返回B 端，此时，测得离子 从A 出发后飞行的总时间t2,（不计离子重力） （1）忽略离子源中离子的初速度，用t1计算荷质比 ; 用 t2 计算荷质比 . （2）离子源中相
21、同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为q/m 的离子在 A 端的 速度分别为 v 和 v（vv）,在改进后的方法 中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差 t. 可通过调节电场 E使t=0. 求此时 E的大小 . L2= a v v L2 (5) 由(1)、 (4)、 （5） 式得离 图 2 子荷质比 2 2 2 14 2 1 tE U L Um q 或 2 2 2 2 21 2 qLU mEtU (6) （2） 两离子初速度分别为v、v,则t= 2 qE m Lv n (7) t = v L + m qE v2 (8) t=t t =)( 2 vv qE m vv L (9) 要使
22、t0, 则须0 2 qE m vv L (10) 所以 E= qL vmv2 。(11) 【点评】此题以 飞行时间质谱仪为命题素材综合考查考生应用知识能力。 五2008 年高考题 1、 （2008 海南物理第 4 题）静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为a的 a 点运动至 电势为 b的 b 点若带电粒子在a、b 两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒 子的比荷 q/m，为 A 22 ab ba vv B 22 ba ba vv C 22 2() ab ba vv D 22 2() ba ba vv 【答案】 ：C 【解析】 ：由电势差公式以及动能定理：W=qUab=q(ab)= 1
23、 2m (vb 2v a 2)，可得比荷为 q m = vb 2v a 2 2(ab) 。 2. (2008广东物理第 8 题)图中的实线表示电场线，虚 线 表 示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒 子 先 经过 M 点，再经过 N 点，可以判定 AM 点的电势大于 N 点的电势 BM 点的电势小于 N 点的电势 C粒子在 M 点受到的电场力大于在N 点受到的电场力 D粒子在 M 点受到的电场力小于在N 点受到的电场力 【答案】AD 【点评】此题给出电场线分布，考查电势、电场力等。 3.（2008 四川延考区理综）如图2，在真空中一条竖直向下的电场线上有两 点 a 和 b。一带电质点在
24、a 处由静止释放后沿电场线向上运动，到达 b 点时 速度恰好为零。则下面说法正确的是 A. a点的电场强度大于b 点的电场强度 B.质点在 b 点所受到的合外力一定为零 C.带电质点在 a 点的电势能大于 b 点的电势能 Da 点的电势高于 b 点的电势 场 线 方 向 竖直向下， a 点的电势低于 b 点的电势，选项D 错误。 【答案】 AC 【点评】 ：此题以带电质点的运动轨迹切入，考查电场力、重力、加速度、电势能、重力势 能等知识点。 4. （2008 上海物理第23题） 如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。 在 Oxy平面的 ABCD 区域内，存在两个场强大小均为E
25、 的匀强电场 I 和 II，两电场的边 界均是边长为 L 的正方形（不计电子所受重力） 。 （1）在该区域 AB 边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD 区域的位置。 （2）在电场 I 区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD 区域左下角 D 处离 开，求所有释放点的位置。 （3）若将左侧电场II 整体水平向右移动L/n（n1 ） ，仍使电子从ABCD 区域左下角 D 图 2 处离开（ D 不随电场移动），求在电场 I 区域内由静止释放电子的所有位置。 解析： （1）设电子的质量为m，电量为 e，电子在电场 I 中做匀加速直线运动，出区域I 时 的为 v0，此后电场 II 做类平
26、抛运动，假设电子从CD 边射出，出射点纵坐标为y，有 2 0 1 2 eELmv 2 2 0 11 () 222 LeEL yat mv 解得y 1 4 L，所以原假设成立，即电子离开ABCD 区域的位置坐标为（ 2L， 1 4 L） （2）设释放点在电场区域I 中，其坐标为（ x，y） ，在电场 I 中电子被加速到v1，然后进入 电场 II 做类平抛运动，并从D 点离开，有 2 1 1 2 eExmv 2 2 1 11 22 eEL yat mv 2 2 1 2 eExmv 2 2 2 11 22 eEL yyat mv 2 y eEL vat mv ， 2 y L yv nv 解得 211
27、 24 xyL n ，即在电场 I 区域内满足议程的点即为所求位置 六2007 年高考题 1.（2007上海物理）如图所示，边长为L 的正方形区域abcd 内存在着匀强电场。电量为 q、动能为 Ek的带电粒子从 a 点沿 ab 方向进入电场，不计重力。 （1）若粒子从 c 点离开电场，求电场强度的大小和 粒子离开电场时的动能； （2）若粒子离开电场时动能为Ek ，则电场强度为多 大？ 【解析】 ： （1）若粒子从 c 点离开电场， 由 Lv0t，LqEt 2 2m qEL 2 2mv02 ， 联立解得 E 4Ek qL 。 由动能定理， qEL EktEk， 解得： EktqEL Ek5Ek，
28、 （2）若粒子由 bc 边离开电场， Lv0t，vyqEt m qEL mv0 ， Ek Ek1 2 mvy2q 2E2L2 2mv0 2q 2E2L2 4Ek ， 解得 E2 Ek（Ek Ek） qL 。 若粒子由 cd 边离开电场，由 qEL Ek E k， 解得： EE k Ek qL ， 2（2007北京理综）两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极 板间的电势差为 U，板间电场可以认为是均匀的。 一个粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板 时恰好落在极板中心。 已知质子电荷为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求： （
29、1）极板间的电场强度E； （2）粒子在极板间运动的加速度a； （3）粒子的初速度 v0。 七2006 年高考题 1 （2006 重庆理综卷第 19 题）.如图 19 图，带正电的点电荷固定于Q 点，电子在库仑力作 用下，做以 Q 为焦点的椭圆运动。 M、P、N 为椭圆上的 三 点，P点是轨道上离 Q 最近的点。电子在从 M 经P 到达N 点的过程中 A.速率先增大后减小 B.速率先减小后增大 C.电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小 解析：电子在从 M 经 P到达 N 点的过程中， 库仑力先做正功后做负功， 速率先增大后减小， 电势能先减小后增大，选项AC正确 BD错误。 答案:AC 2
30、.（2006 天津理综卷第21 题） 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进 入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I 的电子 束。已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为L 的电子束 内电子个数是 A 2 Ilm eSeU B 2 Ilm eeU C 2 Im eSeU D 2 ISlm eeU 答案:B 解析： 电子进入电压为U 的加速电场，由动能定理，eU= 1 2 mv2， 设长为 L 的电子束内电子个数是n，由电流定义， ne=It，t=L/v，联立解得 n= 2 Ilm eeU 。 3.（2006 全国理综卷第 2
31、5 题）有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多 用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模 型进行定量研究。 如图所示，电容量为 C的平行板电容器的极板A 和 B水平放置，相距为 d,与电动势为、 内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m 的导电小球，小球可视为质点。已 知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改 变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的倍（1。不计带电小球 对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。 （）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势至少应大于多少？ （）设
32、上述条件已满足， 在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T 时 间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。 由以上三 式有 mgd C q d mg=ma2 d=1 2 a2t22 小球往返一次共用时间为（t1+t2） ，故小球在 T时间内往返的次数 n= T t1+t2 。 由以上关系式得 n= T 2md2 C 2+mgd+ 2md2 C 2mgd 小球往返一次通过的电量为2q，在 T 时间内通过电源的总电量Q=2qn 由以上两式可得 Q= 2CT 2md 2 C 2+mgd+ 2md 2 C 2mgd 4（2006 四川理综卷第 24.题）如图所示的电路中， 两 平行金属板A
33、、B 水平放置，两板间的距离d=40 cm。电源电动势 E=24V,内电阻 r=1 ，电阻R=15 。闭合开关 S，待电路稳定后， 将一带正电的 小 球 从 B板小孔以初速度v0=4 m/s 竖直向上射入板间。 若 小球带电量为q=110 -2 C, 质量为 m=2 10-2 kg, 不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入 电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？( 取 g=10 m/s 2) 解析: (1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A 板时速度为零。 设两板间电压为 UAB 由动能定理得-mgd-qUAB=0- 2 0 2 1 mv 滑动变阻器两端电压U
34、滑=UAB=8 V 设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得 I= rR UE 滑 =1A。 滑动变阻器接入电路的电阻8 滑 滑 I U R (2)电源的输出功率P出=I 2(R+R 滑)=23 W 5.（2006北京理综）如图1 所示，真空中相距 dcm5的两块平行金属板A、B 与电源连 接（图中未画出），其中 B板接地（电势为零），A 板电势变化的规律如图2 所示。 将一个质量mkg2 010 27 .，电量qC1610 19 .的带电粒子从紧临 B板处释放，不 计重力。求： （1）在 t0 时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小； （2）若 A 板电势变化周期 Ts1010 5 .，
35、在 t0 时将带电粒子从紧临B板处无初速释 放，粒子到达 A 板时动量的大小； （3）A 板电势变化频率多大时，在t T 4 到t T 2 时间内从紧临 B 板处无初速释放该带 电粒子，粒子不能到达A 板。 解析： （1）电场强度 d U E 带电粒子所受电场力 maF d Uq qEF,， a= Uq dm =4.0109m/s 2。 （3）带电粒子在 4 T t t= 2 T 向 A 板做匀加速运动，在 2 T t t= 4 3T 向 A 板做匀减速运动，速度 减为零后将返回。粒子向A 板运动可能的最大位移 22 16 1 ) 4 ( 2 1 2aT T as 要求粒子不能到达 A 板，有
36、 sd 由 f= T 1 ，电势变化频率应满足 4 1025 16d a fHz 6.（2006江苏物理）如图所示，平行板电容器两极板间有场强 为 E的匀强电场，且带正电的极板接地。一质量为m，电荷量 为+q 的带电粒子（不 计重力） 从 x 轴上坐标为x0处静止释放。 （1）求该粒子在x0处电势能 Epx0。（2）试从牛 顿第二定律出发， 证明该带电粒子在极板间运动过程中，其动能 与电势能之和保持不变。 qE=ma， 由运动学公式得 vx2=2a(x-x0), 带电粒子在坐标为x 处的动能 Ekx= 1 2 mvx 2 联立解得： Ekx=qE(x-x0), 带电粒子在坐标为x0处的动能与势
37、能之和Ex0= Epx0=- qEx0。 带电粒子在坐标为x 处的动能与势能之和Ex= Ekx+Epx=qE(x-x0)- qEx=- qEx0。 Ex0= Ex，即动能与电势能之和保持不变。 （2）解法二 八2005 年高考题 1(10分) （2005上海物理）如图所示，带正电小球质量为m110 -2kg，带电量为 ql 10-6C ，置于光滑绝缘水平面上的A点当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开 始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度 vB 1.5ms，此时小球的 位移为 S 0.15m求此匀强电场场强 E的取值范围 (g10ms。) 某同学求解如下：设电场方
38、向与水平面之间夹角为 ，由动能定理 qES cos 21 2 B mv0 得 2 2cos B mv E qS 75000 cos Vm由题意可知 0，所以 当E 7.510 4Vm时小球将始终沿水平面做匀加速直 线运动 经检查，计算无误该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充 解析：该同学所得结论有不完善之处 为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力,即：qEsin mg 所以 22 220.15 104 2.253 2 BB mgSg tg mvv S 2 5 6 1 1010 /1.25 10/ 4 sin 1 10 5 mg EVmVm q 即：7.5 1
39、04V/mE1.25 105V/m 2. (2005全国理综 1)图 1 中 B 为电源，电动势 E=27V ，内阻不计。固定电阻R1=500 ，R1 为光敏电阻。 C为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长l1=8.010-2m，两极板的 间距 d=1.010-2m，S为屏，与极板垂直，到极板的距离l2=0.16m。P 为一圆盘，由形状相 同透光率不同的三个扇形a、 b和c构成，它可绕AA轴转动。当细光束通过a、b 、c照射 光敏电阻 R2时，R2的阻值分别为 1000，2000，4500。有一细电子束沿图中虚线以速 度v0=8.0 106m/s 连 续 不 断 地 射 入C。 已 知
40、电 子 电 量Ce 19 106 .1， 电 子 质 量 kgm 31 109。忽略细 光 束 的 宽 度、电容器的充电放电时间及电子所受重力。假设照在 2 R上的光强发生变化时 2 R阻值立即 有相应的改变。 （1）设圆盘不转动， 细光束通过 b 照射到 2 R上，求电子到达屏S 上 时，它离 O点的距离 y。 （计算结果 保留二位有效数字）。 （2）设转盘按图1 中箭头方向匀 速转动，每 3 秒转一圈。取光束照 在a、b 分界处时0t,试在图 2 给 出的坐标纸上，画出电子到达屏S 上时，它离 O 点的距离 y 随时间 t 的变化图线（ 06s间） 。 （不要求写出计算过程，只按画 出的图
41、线评分。） 21 1 RR R U d U E y/10 -2m t/s 0 1 2 3 4 5 6 1.0 2.0 y/10 -2m t/s 0 1 2 3 4 5 6 1.0 2.0 2.4 1.2 maeE 0 1 1 v l t 2 1 2 1 aty 由以上各式得 d l RR R mv e y 2 1 21 1 2 0 1 )( 2 代入数据可得my 3 1 108.4 由此可见 2 1 d y，电子可通过 C。 设电子从 C穿出时，沿 y 方向的速度为 y v，穿出后到达屏S所经历的时间为 2 t，在此 时间内电子在 y 方向移动的距离为 2 y， 1 atvy 0 2 2 v
42、l t 22 tvy y 由以上关系式得 d ll RR R mv e y 21 21 1 2 0 2 )( 代入数据得my 2 2 1092.1 由题意得myyy 2 21 104 .2 （2）如图所示。 九2004 年高考题 1. （22 分） （2004 北京理综， 25）下图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置 的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。 分选 器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板 距 离 相等。混合在一起的 a、b 两种颗粒从漏斗出口下落时， a 种颗粒带上正电， b 种颗粒带上负电。 经分选电场后， a、b 两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。 已知两
43、板间距 d=0.1m，板的长度 l=0.5m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量 大小与其质量之比均为110-5C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大 小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏 转量。重力加速度g 取 10m/s2。 （1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？ （2）若两带电平行板的下端距传送带A、B 的高度 H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度 大小是多少？ （3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度 大小的一半。写出颗粒第n 次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒
44、反弹 的高度小于 0.01m。 （2）根 据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足 211 () 22 qUmg lHmv， 解得2 () Uq vg lH m 4m/s。 （3）在竖直方向颗粒做自由落体运动，它第一次落到水平传送带上沿竖直方向的速度 2 () y vg lH =4m/s。 十2003 年高考题 1. (2003年高考上海物理 )若氢原子的核外电子绕核做半径为r 的匀速圆周运动，则其角 速度=_ ；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I=_。 （已知电子的质量为m，电量为 e，静电力恒量用k 表示） 解析：氢原子的核外电子绕核做半径为r 的匀速圆周运动，库仑力提供向
45、心力，由k 2 2 e r =m 2r 得角速度 =e k rmr 。电子绕核的运动周期T=2 / , 电子运动的等效电流I=e/T= 2 2 ek rmr 。 答案： ek rmr 2 2 ek rmr 2.（2003 上海物理）为研究静电除尘，有人设计 了 一 个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的 上 下 底面是面积 A=0.04m2的金属板，间距 L=0.05m，当连 接 到 U=2500V的高压电源正负两极时，能在两金属板间产 生 一 个匀强电场，如图所示。现把一定量均匀分布的烟尘 颗 粒 密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这 些 颗 粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为q=+1.010-17C，质量为 m=2.010-15kg，不考虑烟 尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。求合上电键后：经过多 长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？经过多 长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？ U S 接地 + L EK= 1 2 mv2NA(L-x) = NA(L-x) qUx/L， 当 x=L-x ，即 x= 1 2 L 时 EK达最大， 而 x= 1 2 at12， 解得 t1=0.014s